火箭炮配電箱在火箭炮作戰(zhàn)任務完成過程中起著極其重要的作用，它主要對火箭炮的高低和方向調炮及左右千斤頂放列、撤收進行配電控制。目前，火箭炮配電箱使用的控制器件仍是傳統(tǒng)的接觸器，這類器件觸點在切換過程中極容易出現觸點發(fā)熱、粘接、卡死，造成配電動作失敗，存在故障隱患時難以發(fā)現;同時，配電箱為減小大功率電機啟動時的沖擊電流，采用串聯(lián)啟動電阻限流的方法，當電機過載時，極易燒壞啟動電阻，造成配電箱無法工作，這些問題嚴重影響了配電箱的可靠使用，直接影響火箭炮作戰(zhàn)任務的完成?；诖?，亟需改進火箭炮現有配電箱，設計新型智能配電箱來解決現有配電箱存在的問題，使火箭炮配電朝著自動化和智能化方向轉變。配電控制模塊是智能配電箱的控制單元，本文基于LPC2119設計配電控制模塊。

配電控制模塊總體設計

智能配電箱主要由配電控制模塊、智能配電模塊、CAN總線通信模塊和LIN總線通信模塊等組成。配電控制模塊是智能配電箱的控制單元，主要負責管理智能配電模塊，監(jiān)控用電負載的運行狀態(tài)，同時通過雙CAN冗余通道與上位機進行數據通信，實現火箭炮配電箱的數字化、智能化管理。配電控制模塊結構組成如圖1所示，它以嵌入式微處理器LPC2119為控制核心，主要由CAN收發(fā)器、LIN收發(fā)器、輸入接口、輸出接口和電源模塊等組成。

圖1配電控制模塊結構組成圖

配電控制模塊選用ARM7TDMI版本的LPC2119微處理器作為控制核心，該微處理器將許多外圍功能集成到了芯片內部，性價比高;選用存儲器FM24C64存儲智能配電模塊的配置參數信息;配電控制模塊各種通信接口由專用的接口芯片來負責處理;CAN總線接口主要負責與上位機進行信息交互，LIN總線接口主要負責控制和管理智能配電模塊;串口部分主要預留系統(tǒng)升級、信息配置、讀取及修改等。

配電控制模塊上電后，從存儲器中讀取配電箱配置信息，根據信息對智能配電模塊進行核對和識別，完成信息分配初始化工作;實時掃描智能配電模塊輸出電流、電壓和溫度參數，響應CAN總線顯示控制命令，上傳配電箱工作狀態(tài)信息至上位機。配電控制模塊主要性能包括：①通訊協(xié)議采用CAN 2.0B，具有兩路CAN通訊接口，實現CAN總線的冗余備份;②具有LIN通訊接口，通訊協(xié)議采用LIN 2.0，實現對所有智能配電模塊的控制;③自動識別智能配電模塊，進行模塊參數自動下載，方便快速更換、維修智能配電模塊;④上位機通過CAN總線可以訪問配電控制模塊，實現對智能配電箱的維護和檢修;⑤微處理器通過CAN總線可以上傳配電狀態(tài)參數和配電箱故障信息等。

微處理器LPC2119選型

嵌入式微處理器是配電控制模塊的核心部件。本文在綜合考慮CAN總線和LIN通信要求，以及處理器性價比、功能完善等方面因素的基礎上，選擇Philips公司的LPC2119微處理器作為配電控制模塊的核心。LPC2119是一個支持實時仿真和跟蹤的32位ARM7TDMI-S核，并帶有128K片內FLASH、16K SRAM、雙CAN總線控制器、片內Boot裝載程序實現ISP和IAP、2個UART通用串口等。LPC2119滿足本設計對存儲、CAN總線和LIN總線的收發(fā)以及參數設置等需求，并且雙CAN總線控制器為系統(tǒng)的冗余設計提供了方便，LPC2119將處理器內核與CAN控制器模塊集成在一起，增強了該芯片的功能，不僅使CAN總線的通訊具有更高的可靠性，而且在硬件電路設計時不需再考慮選用何種CAN控制器，只需增加CAN收發(fā)器即可實現CAN總線通信，簡化了硬件結構，降低了成本。

存儲器電路設計

本設計選用存儲器FM24C64存儲智能配電模塊的配置參數信息，FM24C64是采用先進的鐵電技術制造的64K位非易失性存儲器。鐵電隨機存儲器(FRAM)具有非易失性，且可以像RAM一樣快速讀寫，數據在掉電后可以保存十年，相比EEPROM或其他非易失性存儲器，FRAM具有可靠性高、結構簡單等諸多優(yōu)點。與EEPROM系列不同的是，FM24C64以總線速度進行寫操作，無須延時，數據發(fā)到FM24C64后直接寫到具體的單元地址，下一個總線操作可以立即開始。FM24C64可以支持1萬億次讀寫次數，是EEPROM的1百萬倍。

FM24C64非易失性鐵電隨機存儲器的特性包括：①工作電壓為5V;②動態(tài)工作電流為150μA;③總線速度可以達到1MHz;④可以直接替換EEPROM;⑤向上兼容100K和400K總線速度。這些特性使得FM24C64滿足配電控制模塊非易失性要求，使存儲具有更快的寫操作速度和更少的系統(tǒng)開銷。FM24C64采用工業(yè)標準兩線接口，8腳SOP封裝，操作溫度范圍為-40℃~+85℃。配電控制模塊采用鐵電存儲器FM24C64(8KB)，主要是作為數據存儲器，FM24C64與LPC2119的電路連接如圖2所示。

圖2 FM24C64與LPC2119的電路連接圖

圖3 MAX3232與LPC2119的電路連接圖